煙熏時(shí)間對(duì)培根雜環(huán)胺含量及產(chǎn)品品質(zhì)的影響

杜洪振，張 品，田興壘，張 浪，劉 騫，孔保華,

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030；2.島津企業(yè)管理（中國(guó)）有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110016）

培根是世界上消費(fèi)量最大的豬肉產(chǎn)品之一，因具有良好的煙熏風(fēng)味和誘人的色澤而深受消費(fèi)者喜愛(ài)。煙熏過(guò)程是培根加工中最重要的階段之一。煙熏不但賦予培根良好的煙熏風(fēng)味及色澤，還能夠降低水分活度以及增大鹽濃度[1]，從而確保其生物安全性[2]。傳統(tǒng)煙熏是一定溫度下通過(guò)木屑燃燒發(fā)煙對(duì)食品進(jìn)行加工，其中煙熏過(guò)程中所產(chǎn)生的酚類物質(zhì)決定了產(chǎn)品的風(fēng)味，而羰基類物質(zhì)則決定了產(chǎn)品的色澤[3]。

煙熏肉制品在加工時(shí)無(wú)論是采用傳統(tǒng)煙熏還是液熏法均需要經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的熱處理，從而達(dá)到賦予產(chǎn)品煙熏風(fēng)味的目的，而熱處理會(huì)在一定程度上引起肉制品脂質(zhì)和蛋白質(zhì)氧化。肌肉蛋白由于受到活性氧自由基（reactive oxygen species，ROS）的攻擊會(huì)發(fā)生一定程度的氧化，使其天然結(jié)構(gòu)和完整性發(fā)生變化，這些變化會(huì)影響肉的品質(zhì)及功能性，包括肉的質(zhì)構(gòu)、顏色、風(fēng)味、保水性等[4-5]。據(jù)報(bào)道，熱處理不僅可以促進(jìn)脂質(zhì)的氧化，還可以加速蛋白質(zhì)中的氧化過(guò)程，因?yàn)樗鼈儗?duì)自由基的產(chǎn)生有促進(jìn)的作用，并且還能夠抑制食品的抗氧化作用[6]。唐靜等[7]報(bào)道稱煙熏加工溫度會(huì)影響美拉德反應(yīng)速率和提高脂酶、蛋白質(zhì)水解酶等的活力，從而促進(jìn)產(chǎn)品風(fēng)味物質(zhì)的形成。Santé-Lhoutellier等[6]報(bào)道稱熱處理促進(jìn)自由基的產(chǎn)生從而加速脂質(zhì)和蛋白質(zhì)氧化。煙熏時(shí)熏煙成分中許多有機(jī)化合物附著在肉制品上，賦予肉制品特有的煙熏香味，如酚類和烯烴類物質(zhì)[7]。 而肉制品經(jīng)過(guò)煙熏也會(huì)產(chǎn)生致癌化合物如多環(huán)芳烴（polycyclic aromatic hydrocarbons，PAH）[8]和雜環(huán)芳香胺（heterocyclic aromatic amines，HAAs）[9]等。其中煙熏肉制品中PAH含量已經(jīng)有大量的研究，而關(guān)于煙熏肉制品中HAAs的研究卻鮮有報(bào)道。根據(jù)HAAs化學(xué)結(jié)構(gòu)式，可將HAAs分為兩類——氨基咪唑和氨基咔啉，其中氨基咪唑類HAAs一般形成于100～300 ℃之間，而氨基咔啉一般形成于300 ℃以上。Hou Chengli等[9]研究表明煙熏不同品種綿羊肉其HAAs的含量不同，但沒(méi)有確定數(shù)量級(jí)的差異。Yang Diaodiao等[10]發(fā)現(xiàn)煙熏時(shí)煙氣中的某些成分能夠在香腸生產(chǎn)過(guò)程中誘導(dǎo)產(chǎn)生HAAs。

本實(shí)驗(yàn)在培根制備過(guò)程中采用不同的熏煙時(shí)間，通過(guò)測(cè)定羰基含量、硫代巴比妥酸反應(yīng)產(chǎn)物（thiobarbituric acid reactive substances，TBARS）值、水分含量、水分活度、水分分布、pH值以及HAAs的含量，研究不同時(shí)間煙熏處理對(duì)培根品質(zhì)及雜環(huán)胺含量的影響，為開發(fā)高品質(zhì)且較低雜環(huán)胺含量的培根提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮豬肋腹肉購(gòu)于哈爾濱市好又多超市。

食鹽（食品級(jí)） 中鹽集團(tuán)；亞硝酸鈉（食品級(jí)） 哈爾濱億人食品添加劑公司；2-氨基-1-甲基-6-苯基咪唑并[4,5-b]-吡啶（2-amino-1-methyl-6-phenylimidazo[4,5-b]- pyridine，PhIP）、2-氨基-3-甲基-咪唑并[4,5-f]-喹啉（2-amino-3-methyl-imidazo[4,5-f]-quinoline，IQ）、 2-氨基-3-甲基-咪唑并[4,5-f]-喹喔啉（2-amino-3-methylimidazo[4,5-f]-quinoxaline，IQx）、2-氨基-3,4-二甲基-咪 唑并[4,5-f]-喹啉（2-amino-3,4-dimethyl-imidazo[4,5-f]- quinoline，MeIQ）、2-氨基-3,4,8-三甲基-咪唑并[4,5-f]- 喹喔啉（2-amino-3,4,8-trimethyl-imidazo[4,5-f]-quinoxaline，4,8-DiMeIQx）、2-氨基-3,7,8-三甲基-咪唑并[4,5-f]-喹喔啉（2-amino-3,7,8-trimethyl-imidazo[4,5-f]-quinoxaline，7,8-DiMeIQx）、2-氨基-9H-吡啶并[2,3-b] 吲哚（2-amino-9H-pyrido[2,3-b]indole，AαC）、2-氨基-3-甲基-9H-吡啶并[2,3-b]吲哚（2-amino-3-methyl-9H-pyrido[2,3-b]indole，MeAαC）、1-甲基-9H-吡啶并[3,4-b]吲哚（1-methyl-9H-pyrido[3,4-b]indole，Harman）、9H-吡啶并[3,4-b]吲哚（9H-pyrido[3,4-b]indole，Norharman）、2-氨基-5-苯基吡啶（2-amino-5-phenylpyridine，Phe-P-I）及內(nèi)標(biāo)工作液2-氨基-3,4,7,8-四 甲基-咪唑并[4,5-f]-喹喔啉（2-a m i n o-3,4,7,8-tetramethylimidazo[4,5-f]-quinoxaline，TriMeIQx） 加拿大多倫多化學(xué)研究所；乙醇、二氯甲烷、正己烷、甲醇、乙腈（均為色譜純） 美國(guó)Fisher Scientific公司；Oasis MCX固相萃取小柱（3 cm3/60 mg） 美國(guó)Waters公司；乙酸銨 美國(guó)Sigma公司；三氯乙酸、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、鹽酸、丙酮、乙酸乙酯、乙醇、氯仿、硫代巴比妥酸（均為化學(xué)分析純） 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑沈陽(yáng)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

煙熏爐 嘉興市瑞邦機(jī)械工程有限公司；培根模具 嘉興艾博實(shí)業(yè)有限公司；ZE6000色差計(jì) 日本色電工業(yè)株式會(huì)社；GL-21M高速冷凍離心機(jī) 湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司；TU-1800紫外-可見光分光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限公司；AQUALAB Pre臺(tái)式水活度儀 美國(guó)Decagon Devices公司；mq-20低場(chǎng)核磁共振（low-field nuclear magnetic resonance，LF-NMR）分析儀 德國(guó)布魯克公司；722-2000分光光度計(jì) 山東高密彩虹儀器有限公司；LC-30A超高效液相色譜儀與LCMS-8050三重四極桿質(zhì)譜儀聯(lián)用系統(tǒng) 日本島津公司；Milli Q超純水儀 美國(guó)Millipore公司。

1.3 方法

1.3.1 培根制作

工藝流程：肋腹肉→清洗1～2 次→修整（長(zhǎng)25 cm、寬15 cm、高2 cm）→鹽水注射（鹽水包含質(zhì)量分?jǐn)?shù)9%食鹽和質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.05%亞硝酸鈉，注射量為肉質(zhì)量的10%）→ 腌制18～20 h（4 ℃）→瀝干水分→裝入培根模具→放入煙熏箱→烘干（溫度45～50 ℃、時(shí)間30 min）→ 煙熏（溫度45～50 ℃，時(shí)間0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 h）→4 ℃冷卻3～5 h→－18 ℃冷凍8～10 h→切片（1.5 mm）→真空包裝→存放（－40 ℃）

1.3.2 實(shí)驗(yàn)取樣

每組實(shí)驗(yàn)均取5 片培根（大約100～120 g），切碎混勻后按照實(shí)驗(yàn)要求稱取樣品，其中色差測(cè)定取培根表層瘦肉部分。

1.3.3 雜環(huán)芳香胺的提取及凈化

提?。号喔蠬AAs的提取方法參照GB 5009.243ü 2016 《高溫烹調(diào)食品中雜環(huán)胺類物質(zhì)的測(cè)定》[11]的方法并稍作修改。稱取試樣2.00 g（精確到0.01 g）于50 mL離心管中，加入200 μL內(nèi)標(biāo)工作液（200 μg/L），再加入9.8 mL 40 g/L氫氧化鈉-甲醇混合溶液（7∶3，V/V）， 均質(zhì)1 min。均質(zhì)器刀頭分別用5.0 mL 40 g/L氫氧化鈉-甲醇混合溶液（7∶3，V/V）各洗滌2 次，洗滌液合并至樣品提取離心管中。試樣在10 750hg條件下離心10 min，待凈化。

凈化：固相萃取柱（Oasis MCX）預(yù)先依次用2 mL甲醇、3 mL 4 g/L氫氧化鈉溶液活化。量取10 mL提取液加入固相萃取柱中，棄去流出液后，依次用3 mL質(zhì)量濃度為4 g/L氫氧化鈉-甲醇混合溶液（45∶55，V/V）、2 mL正己烷洗淋，每次淋洗完后都需要將柱體內(nèi)淋洗溶液抽干，最后用1.5 mL乙醇-二氯甲烷溶液（1∶9，V/V）洗脫，洗脫流速小于1 mL/min。洗脫液于30 ℃下氮?dú)鉂饪s至近干后，加入1.0 mL乙酸緩沖液-乙腈混合溶液（1∶1，V/V），漩渦混勻，微孔濾膜（0.2 μm，有機(jī)系）過(guò)濾至進(jìn)樣小瓶，待上機(jī)分析測(cè)定。

1.3.4 雜環(huán)芳香胺含量的測(cè)定

采用超高效液相色譜-電噴霧-串聯(lián)三重四極桿質(zhì)譜測(cè)定樣品中HAAs的含量[11]。液相色譜條件為色譜柱Shim-pack XR-ODS III（150 mmh 2.0 mm，2.2 μm），柱溫40 ℃，色譜流動(dòng)相為乙睛（A相）、10 mmol/L乙酸銨（B相），流速為0.3 mL/min，單次進(jìn)樣體積為2.0 μL，洗脫方式為梯度洗脫，B相初始比例為10%，洗脫程序如 表1所示。

表 1 梯度洗脫程序Table 1 Gradient elution program

采用LCMS-8050三重四極桿質(zhì)譜儀進(jìn)行質(zhì)譜分析，離子源ESI＋，霧化氣流速3.0 L/min，加熱氣流量10.0 L/min， 干燥氣流速10.0 L/min，接口溫度300 ℃，DL管溫度250 ℃，加熱塊溫度400 ℃，毛細(xì)管電壓4.0 kV，離子源溫度90 ℃，脫溶劑氣溫度350 ℃，脫溶劑氣流量 800 L/h，掃描模式多反應(yīng)監(jiān)測(cè)。

1.3.5 顏色測(cè)定

通過(guò)ZE-6000色差計(jì)測(cè)定解凍后肌肉的顏色。根據(jù)Park[12]的描述，儀器參數(shù)使用D65光源和一個(gè)10°觀測(cè)器，測(cè)量區(qū)域?yàn)橹睆綖? mm的圓形范圍；光照區(qū)域?yàn)橹睆?0 mm的圓形范圍。標(biāo)準(zhǔn)白板（L*＝95.26，a*＝－0.89，b*＝1.18）用于儀器校準(zhǔn)，校準(zhǔn)完畢后，將肉樣平鋪滿圓形比色杯進(jìn)行測(cè)量，并記錄樣品的亮度（L*值）、紅度（a*值）和黃度（b*值）。

1.3.6 水分含量和水分活度

水分含量采用直接干燥法，參照GB 5009.3—2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》[13]，用智能型水分活度儀測(cè)定水分活度。

1.3.7 LF-NMR測(cè)定水分的動(dòng)態(tài)分布（T2的測(cè)定）

LF-NMR弛豫時(shí)間根據(jù)Zhang Mingcheng等[14]的方法進(jìn)行測(cè)定。mq-20低頻核磁共振分析儀器的磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.47 T，對(duì)應(yīng)的質(zhì)子共振頻率為20 MHz，當(dāng)培根肉解凍達(dá)到4 ℃后，將裝有肉條（1 cmh 1 cmh 2 cm）的核磁管（直徑18 mm）放入儀器中進(jìn)行測(cè)量，橫向弛豫時(shí)間（T2）使用Carr-Purcell-Meiboom-Gill脈沖序列測(cè)量。對(duì)每一個(gè)樣本，在2 s的時(shí)間間隔內(nèi)得到16 次掃描，總共有3 000 次回波。不同培根樣品中的水分分布相關(guān)的連續(xù)分布指數(shù)通過(guò)CONTIN算法對(duì)Carr-Purcell-Meiboom-Gill 得到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一。并記錄樣品的T2弛豫時(shí) 間變化。

1.3.8 pH值的測(cè)定

pH值的測(cè)定方法參照GB 5009.237—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品pH值的測(cè)定》[15]。將10 g解凍后的培根放入100 mL 0.1 mol/L KCl（室溫）溶液中進(jìn)行破碎、均質(zhì)，然后插入校正完畢的pH計(jì)電極，讀取pH值讀數(shù)，即為培根的pH值。

1.3.9 TBARS值的測(cè)定

TBARS值的測(cè)定參考Wang等[16]的方法，并作適當(dāng)?shù)男薷摹?.0 g左右的樣品放入試管中，加入3 mL的硫代巴比妥酸溶液，17 mL的三氯乙酸-鹽酸溶液，將其混合搖勻后，沸水浴加熱30 min，冷卻后取4 mL溶液加入4 mL氯仿混勻，然后以3 000 r/min離心10 min，取上清液在532 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。TBARS值以每千克氧化后的油脂樣品溶液中含有的丙二醛質(zhì)量計(jì)，根據(jù)式（1）計(jì)算。

其中：A532nm為溶液的吸光度；m為樣品的質(zhì)量/g；9.48為常數(shù)。

1.3.10 羰基含量的測(cè)定

參照Fagan等[17]的方法。取3.0 g肉樣與15 mL磷酸鹽緩沖液（20 mmol/L、pH 7.4）均質(zhì)，過(guò)濾后取0.5 mL濾液，加0.5 mL 10%三氯乙酸離心（3 338hg、5～8 min），棄上清液后再用0.5 mL鹽酸-丙酮溶液（3∶100，V/V）洗滌沉淀2 次。隨后在每管中加入1 mL 10 mmol/L DNPH，空白加1 mL 2 mol/L HCl溶液，室溫下放置1 h（每15 min漩渦振蕩一次），添加1 mL 20%三氯乙酸，11 127hg離心5 min，棄上清液，用1 mL乙酸乙酯-乙醇（1∶1，V/V）洗沉淀3 次，除去沒(méi)有反應(yīng)的試劑。而后用3 mL 6 mol/L鹽酸呱溶解沉淀并在37 ℃條件下放置15 min，10 748hg離心3 min，除去不溶物質(zhì)，上清液在370 nm波長(zhǎng)處測(cè)吸光度。羰基含量按 式（2）計(jì)算。

式中：A370nm為溶液的吸光度；ε為吸光系數(shù)， 22 000 L/（molg cm）；ρ為蛋白質(zhì)量濃度/（g/L）。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

所得數(shù)據(jù)均為3 次重復(fù)的平均值，結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。采用Statistix 8.1軟件包中Linear Models程序進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，平均值之間顯著性差異（P＜0.05）分析使用Tukey HSD程序，采用SigmaPlot 12.5軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 煙熏時(shí)間對(duì)培根肉HAAs含量的影響

表 2 煙熏時(shí)間對(duì)培根中HAAs含量的影響Table 2 Effects of smoking time on HAAs content in bacon

從表2中可知，培根在干燥后即煙熏0 h并未檢測(cè)到HAAs。這說(shuō)明肉制品在短時(shí)間低溫干燥過(guò)程（45～50 ℃、30 min）中無(wú)法形成HAAs。隨著煙熏時(shí)間的延長(zhǎng)，培根中非極性HAAs中的Norharman含量從19.18 ng/g增加到154.57 ng/g，Harman含量從8.82 ng/g 增加到85.01 ng/g，MeAαC含量從3.99 ng/g增加到53.59 ng/g。而無(wú)論煙熏多長(zhǎng)時(shí)間，培根中均未檢測(cè)到AαC和Phe-P-I。這可能是因?yàn)殡S著煙熏時(shí)間的延長(zhǎng)，培根中的脂肪不斷外滲到肉的表面，而木屑燃燒產(chǎn)生的Norharman、Harman及MeAαC等非極性HAAs[18]更易與非極性的油脂親和，從而吸附到培根上。而產(chǎn)品的脂肪含量影響致突變物質(zhì)的形成，但尚不清楚是由于物理還是化學(xué)作用的影響[19]。Persson等[20]研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)脂肪含量超過(guò)一定的比例以后，會(huì)降低HAAs含量。另一方面煙熏過(guò)程中脂肪氧化產(chǎn)生的醛類及蛋白氧化產(chǎn)生的羰基類化合物不斷增加，這些物質(zhì)作為前體物質(zhì)促進(jìn)了HAAs的形成。這一點(diǎn)可從2.6節(jié)中丙二醛及羰基含量的增多得到驗(yàn)證。Randel等[21]向菜籽油中加入脂肪氧化產(chǎn)物己醛，加熱30 min后發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比Norharman和Harman含量均升高。而Hou Chengli等[9]認(rèn)為在煙熏時(shí)羊肉中游離的色氨酸作為前體物質(zhì)促進(jìn)了非極性HAAs的形成而非木屑燃燒。此外Yang Diaodiao等[10]研究也發(fā)現(xiàn)煙熏香腸中Norharman及Harman的含量最高，且主要以和蛋白結(jié)合的形式存在于肉制品中。而Yang Diaodiao等[10]認(rèn)為熏煙中存在的醛類作為前體物質(zhì)促進(jìn)了非極性HAAs的形成。同樣，Pfau等[22]也發(fā)現(xiàn)Norharman和Harman之間具有同步性，即二者含量均增加或均減少。

從表2中可知，隨著煙熏時(shí)間延長(zhǎng)，IQ、IQx、MeIQ、MeIQx、4,8-DiMeIQx、7,8-DiMeIQx及PhIP等極性HAAs的含量先增大后減小，且均在1 h時(shí)達(dá)到最大值。這可能是因?yàn)闊熝捌谌庵破分泻泻芏嗨郑瑯O性HAAs與水更易親和，隨著煙熏時(shí)間的延長(zhǎng)，水分不斷蒸發(fā)導(dǎo)致與水親和作用較強(qiáng)的極性HAAs隨汁液的流失而減少；另一方面，雖然熏煙中某些成分可能參與HAAs的形成[19]，但也可能存在某些成分協(xié)同脂肪氧化產(chǎn)生的某些醛類物質(zhì)與極性HAAs反應(yīng)生成其他物質(zhì)[21]，從而降低了極性HAAs的含量。Randel等[21]向菜籽油中加入脂肪氧化產(chǎn)物己醛，130 ℃加熱30 min后發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比IQx、MeIQx及4,8-DiMeIQx的含量分別降低了50.08%、42.50%、46.86%。Kondjoyan等[23-24]研究表明較低的水分活度能夠顯著降低IQx、MeIQx及4,8-DiMeIQx的含量。Gibis等[25]研究發(fā)現(xiàn)培根中MeIQx的含量隨著加工時(shí)間的延長(zhǎng)而增大。對(duì)此作者認(rèn)為質(zhì)量損失和水分活度的降低造成了MeIQx含量的增加。從2.3節(jié)可知，隨著煙熏時(shí)間延長(zhǎng)，培根的水分含量和水分活度不斷降低，而MeIQx的含量卻不斷減少。這也進(jìn)一步說(shuō)明MeIQx等極性HAAs與水分子間具有較強(qiáng)的親和力，隨著煙熏時(shí)間延長(zhǎng)，極性HAAs隨樣品汁液流失而不斷降低。

2.2 煙熏時(shí)間對(duì)培根顏色的影響

煙熏肉制品的顏色是反映食品感官品質(zhì)的一個(gè)重要參數(shù)，直接決定了消費(fèi)者的購(gòu)買欲望。從表3可以看出，在煙熏時(shí)間1.5 h以內(nèi)，隨著煙熏時(shí)間的延長(zhǎng)，L*值顯著降低（P＜0.05），這可能是由于隨著煙熏時(shí)間的延長(zhǎng)肉中的水分不斷蒸發(fā)，從而導(dǎo)致L*值降低。此外熏煙中的某些成分附著在肉制品表面，也是造成L*值降低的原因。趙冰等[26]采用蘋果木在50 ℃條件下煙熏牛肉香腸，煙熏時(shí)間分別為20、25、30、35 min或40 min，結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著煙熏時(shí)間的延長(zhǎng)L*值顯著降低。當(dāng)1.5 h以后，隨著煙熏時(shí)間的持續(xù)增加，L*值顯著增大（P＜0.05），這是因?yàn)榧∪獾鞍踪|(zhì)變性導(dǎo)致肉中游離水含量的增加[27]，從而造成解凍肉的光反射增強(qiáng)。這一點(diǎn)也可以從2.4節(jié)自由水強(qiáng)度增大中得到證實(shí)；另一方面，煙熏后期培根表面有油脂滲出也會(huì)導(dǎo)致L*值增大。

表 3 煙熏時(shí)間對(duì)培根顏色的影響Table 3 Effects of smoking time on L*, a* and b* values of bacon

從表3中可以看出，隨著煙熏時(shí)間的延長(zhǎng)，a*值和b*值均先增大后減小，在1.5 h時(shí)分別達(dá)到最大值16.06和14.15。煙熏前期a*值增大，可能是由于隨著肉中水分的蒸發(fā)，色素物質(zhì)不斷積累造成[28]；當(dāng)煙熏時(shí)間不斷延長(zhǎng)，肉中蛋白氧化導(dǎo)致羰基含量增多，而羰基等化合物是發(fā)生焦糖化和美拉德反應(yīng)的重要底物[29]，導(dǎo)致煙熏后期培根表面顏色變紅褐色，從而降低了產(chǎn)品a*值。這可以從2.7節(jié)中羰基含量增多得到證實(shí)。而Xia Xiufang等[30]認(rèn)為a*值的降低是由肌紅蛋白氧化生成高鐵肌紅蛋白造成的。b*值增大可能是煙熏前期，隨著肉溫的升高一氧化氮血色原成色的速率加快，從而導(dǎo)致肉色黃度加深。此外脂肪氧化也可能造成b*值升高。而隨著煙熏時(shí)間的延長(zhǎng)，羰氨反應(yīng)生成的褐色沉淀不斷積累導(dǎo)致b*值降低。此外煙熏后期脂肪滲出也會(huì)對(duì)b*值產(chǎn)生影響。趙冰等[26]對(duì)煙熏牛肉香腸的研究中也得到了類似的結(jié)果。

2.3 煙熏時(shí)間對(duì)水分含量及水分活度的影響

圖 1 煙熏時(shí)間對(duì)培根中水分含量及水分活度的影響Fig. 1 Effect of smoking time on water content and water activity of bacon

水分含量對(duì)于食品形成良好風(fēng)味、口感以及食品的儲(chǔ)藏期起著重要作用。煙熏過(guò)程中培根水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)及水分活度的變化如圖1所示，在1.5 h以前，隨著煙熏時(shí)間的延長(zhǎng)，培根中的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)急劇降低（P＜0.05），而在1.5 h以后開始緩慢降低。這可能是因?yàn)闊熝捌谌庵凶杂伤枯^高從而導(dǎo)致水分蒸發(fā)較快；隨著煙熏時(shí)間的延長(zhǎng)，自由水含量降低且在肉的表面形成硬殼阻礙了水分快速揮發(fā)。Martinez等[31]報(bào)道稱煙熏可以降低食品水分活度進(jìn)而延長(zhǎng)食品貨架期。

水分活度是指食品中水的蒸氣壓與同溫下純水的飽和蒸氣壓的比值[32]。由圖1所示，隨著煙熏時(shí)間從0.5 h延長(zhǎng)到3.0 h，培根的水分活度顯著降低（P＜0.05）。這可能是隨著煙熏時(shí)間的延長(zhǎng)，培根表面游離水先蒸發(fā)掉，然后其組織內(nèi)部的游離水繼續(xù)蒸發(fā)，到后期肉品中游離水幾乎全部蒸發(fā)掉，結(jié)合水與不易流動(dòng)水占主導(dǎo)地位，所以后期水分活度變化較小。這可以從2.4節(jié)中水分分布得到證實(shí)。而在整個(gè)培根加工過(guò)程中，肉品的水分活度均低于0.95，遠(yuǎn)低于鮮肉的水分活度。研究表明，多數(shù)細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖所需要的最低水分活度高于0.94，最適合生長(zhǎng)繁殖的水分活度為0.995以上[32]。

2.4 煙熏時(shí)間對(duì)水分分布的影響

圖 2 煙熏時(shí)間對(duì)培根低場(chǎng)核磁共振T2弛豫時(shí)間的影響Fig. 2 Effect of smoking time on T2 relaxation time of bacon

表 4 煙熏時(shí)間對(duì)培根水分分布的影響Table 4 Effect of smoking time on water distribution of bacon

LF-NMR被用于有效地評(píng)價(jià)加工肉制品中水分分布變化情況。肉制品中水分常以3 種形式存在，即結(jié)合水、不易流動(dòng)水以及自由水，其在低場(chǎng)核磁中的弛豫時(shí)間分別為T2b（1～10 ms）、T21（30～60 ms）、T22（100～400 ms）[33]。煙熏時(shí)間對(duì)培根水分分布（T2）的影響如圖2及表4所示。從表4中可以看出隨著煙熏時(shí)間的延長(zhǎng)，弛豫時(shí)間T2b并沒(méi)有顯著變化（P＞0.05）。這主要是由于結(jié)合水是依靠氫鍵與蛋白質(zhì)的極性基（羧基和氨基）相結(jié)合形成的水膠體，即使受到機(jī)械壓力、肌肉結(jié)構(gòu)改變等因素的影響，也很難發(fā)生改變。此外結(jié)合水的量很少，而且很難受到加熱或冷凍處理而發(fā)生 變化[34]。Li Miaoyun等[35]研究也發(fā)現(xiàn)雞胸肉在50 ℃干燥過(guò)程中弛豫時(shí)間T2b無(wú)顯著性差異。

煙熏過(guò)程中弛豫時(shí)間T21和T22變化如圖2及表4所示。隨著煙熏時(shí)間的延長(zhǎng)，弛豫時(shí)間T21和T22逐漸減小 （P＜0.05）。這說(shuō)明隨著煙熏時(shí)間的延長(zhǎng)，水分不斷蒸發(fā)，T21和T22的自由度逐漸降低。結(jié)合水分含量及2.7節(jié)中羰基含量分析結(jié)果可知，在煙熏過(guò)程中，一方面加熱導(dǎo)致水分不斷蒸發(fā)；另一方面導(dǎo)致肌肉蛋白氧化變性，蛋白間形成的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被破壞導(dǎo)致樣品蛋白的持水力減弱。此外，在煙熏時(shí)間達(dá)到2.5 h以后T21和T22的變化不顯著（P＞0.05）。這說(shuō)明在煙熏后期肌肉中水分子自由度與外界環(huán)境達(dá)到平衡。此外，隨著煙熏時(shí)間的延長(zhǎng)，培根表面的水分子快速蒸發(fā)形成致密堅(jiān)硬的表層，起到了水分傳輸屏障的作用[36]。這一點(diǎn)也可以從2.3節(jié)中水分含量在煙熏后期差異不顯著得到驗(yàn)證。姜秀麗等[37]研究不同烘干時(shí)間對(duì)豬肉脯水分分布影響發(fā)現(xiàn)，隨著烘干時(shí)間的延長(zhǎng)T21和T22均有不同程度的降低。

2.5 煙熏時(shí)間對(duì)培根肉pH值的影響

圖 3 煙熏時(shí)間對(duì)培根pH值的影響Fig. 3 Effect of smoking time on pH of bacon

從圖3可以看出，隨著煙熏時(shí)間從0.5 h延長(zhǎng)到2.5 h，樣品pH值顯著增大（P＜0.05）。這可能是因?yàn)?0 ℃是許多酶的最適反應(yīng)溫度，造成脂肪及蛋白質(zhì)的分解產(chǎn)生胺類及氨類物質(zhì)[38]，從而導(dǎo)致pH值的升高。此外，木屑燃燒產(chǎn)生的胺類物質(zhì)吸附在肉的表面，也會(huì)引起pH值的升高。這一點(diǎn)可從2.1節(jié)培根中HAAs含量的升高得到驗(yàn)證。另一方面，在煙熏時(shí)間達(dá)到2.5 h以后，樣品pH值趨于平緩（P＞0.05）。這可能是因?yàn)樵跓熝笃谥炯暗鞍籽趸a(chǎn)生的酸類物質(zhì)不斷增多，如羰基類化合物和游離脂肪酸類化合物，使得樣品pH值的增加速率減緩。這一點(diǎn)從2.7節(jié)中羰基含量的增多得到驗(yàn)證。此外煙熏后期培根中的水分含量及水分分布均趨于平衡，使得培根表面吸附的極性胺類物質(zhì)含量達(dá)到最大。這一點(diǎn)可從 2.1節(jié)中極性HAAs含量在煙熏后期趨于平衡得到驗(yàn)證。

2.6 煙熏時(shí)間對(duì)TBARS值的影響

脂肪次級(jí)氧化產(chǎn)物之一為丙二醛，在酸性和高溫條件下，丙二醛和硫代巴比妥酸能夠發(fā)生反應(yīng)生成紅棕色產(chǎn)物。因此TBARS值可以反映脂肪的氧化程度。從圖4中可以看出，在煙熏初期（0.5 h）樣品TBARS值為0.198 mg/kg，略高于對(duì)照組組的TBARS值 （0.158 mg/kg），但差異不顯著（P＞0.05）。隨著煙熏時(shí)間的延長(zhǎng)，樣品TBARS值顯著增大（P＜0.05），這說(shuō)明隨著煙熏時(shí)間延長(zhǎng)，丙二醛不斷積累從而導(dǎo)致TBARS值增大；另一方面也說(shuō)明在煙熏初期熏煙成分能夠控制脂肪氧化，而隨著煙熏時(shí)間延長(zhǎng)蛋白質(zhì)發(fā)生氧化進(jìn)一步促進(jìn)了脂肪氧化。這一點(diǎn)也可以從2.7節(jié)中羰基含量增大得到驗(yàn)證。Estévez等[39-40]報(bào)道稱肉類系統(tǒng)中脂質(zhì)氧化和蛋白氧化存在一定的相互作用。脂質(zhì)氧化是降低肉制品品質(zhì)和可接受性的主要因素。據(jù)報(bào)道人體可接受的TBARS值的閾值約為1 mg/kg[41]，超過(guò)該閾值，肉類產(chǎn)品的不良氧化味和風(fēng)味便可以通過(guò)感官預(yù)知。本研究測(cè)定的TBARS值均低于該閾值，因此產(chǎn)品的風(fēng)味特性在感官可接受的范圍內(nèi)。

圖 4 煙熏時(shí)間對(duì)培根中羰基含量及TBARS值的影響Fig. 4 Effect of smoking time on protein carbonyl content and TBARS value of bacon

2.7 煙熏時(shí)間對(duì)羰基含量的影響

羰基化是蛋白質(zhì)的不可逆、非酶化修飾，涉及氧化應(yīng)激和其他誘導(dǎo)機(jī)制從而形成羰基部分[42]，如醛類和酮類[43]。 其中側(cè)鏈氨基酸直接氧化是蛋白質(zhì)羰基化的主要途徑，也是直接氧化攻擊蛋白質(zhì)最有效和最主要的來(lái)源[44]。 從圖4中可以看出隨著煙熏時(shí)間的延長(zhǎng)，蛋白羰基含量均顯著增大（P＜0.05）。這可能是由于隨著加熱時(shí)間的延長(zhǎng)，肌肉中的肌原纖維蛋白發(fā)生氧化反應(yīng)形成羰基基團(tuán)。此外，煙熏后期羰基含量增大可能是由于脂肪氧化產(chǎn)物促進(jìn)了蛋白進(jìn)一步氧化形成羰基[45]。 Santé-Lhoutellier等[46]報(bào)道，隨著加工溫度的升高和時(shí)間的延長(zhǎng)，蛋白羰基含量也隨之增大。而關(guān)于煙熏成分是否能夠增加羰基含量鮮見相關(guān)報(bào)道。

蛋白質(zhì)作為肌肉食品的主要成分，在肌肉食品的感官、營(yíng)養(yǎng)等方面起著決定性作用。其中堿性氨基酸（賴氨酸、組氨酸和精氨酸）特別容易受到烹飪過(guò)程中產(chǎn)生的自由基的攻擊，從而更容易轉(zhuǎn)化為羰基衍生物[47]。Hou Chengli等[9]研究表明煙熏能夠增加羊肉中的自由氨基酸含量。由于蛋白質(zhì)羰基化的形成涉及賴氨酸、精氨酸和蘇氨酸等必需氨基酸的不可逆氧化修飾，因此蛋白質(zhì)羰基化顯著影響食品蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[48]。另一方面，特定蛋白羰基化合物，如α-氨基己二醛和γ-谷氨酸半醛，對(duì)亮氨酸和異亮氨酸形成Strecker醛具有潛在影響[49]，從而影響產(chǎn)品的風(fēng)味。然而，目前尚不清楚在何種程度上，肉類蛋白質(zhì)中羰基化合物的形成會(huì)對(duì)肉制品產(chǎn)生顯著的有害影響。

3 結(jié) 論

綜上可知，煙熏時(shí)間對(duì)培根品質(zhì)和HAAs的含量均有影響。隨著煙熏時(shí)間的延長(zhǎng)羰基含量、TBARS值及pH值逐漸增大，而水分含量及水分活度逐漸降低。色差結(jié)果表明，隨著煙熏時(shí)間的延長(zhǎng)，L*值先減小后增大，而a*和b*值先增大后減小。LF-NMR研究發(fā)現(xiàn)煙熏過(guò)程中T2b弛豫時(shí)間未發(fā)生變化，而T21和T22弛豫時(shí)間逐漸減小。HAAs含量結(jié)果表明，隨著煙熏時(shí)間的延長(zhǎng)，非極性HAAs的含量逐漸增大，而極性HAAs的含量先增大后減少。綜合上述前人研究觀察到的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，目前關(guān)于煙熏肉制品中HAAs的來(lái)源共有3 種解釋：一是本實(shí)驗(yàn)提出木屑燃燒產(chǎn)生的極性和非極性HAAs與肉中的水分以及脂類等具有親和作用從而吸附到肉制品中；二是肉制品中游離氨基酸作為前體物質(zhì)參與形成HAAs；三是熏煙中的某些成分促進(jìn)了肉制品中HAAs的形成?？傊狙芯勘砻鳠熝瑫r(shí)間能顯著影響培根HAAs含量及食用品質(zhì)，關(guān)于煙熏肉制品中雜環(huán)胺的具體來(lái)源，將會(huì)進(jìn)一步深入研究。